背景:食管癌是发生在食管上皮组织的恶性肿瘤。在我国,食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinomas,ESCC）和食管腺癌（Esophageal adenocarcinoma,EAC）构成了最主要的食管癌病理类型,其中ESCC患者约占90%。食管癌由于浸润生长和转移的特点,5年生存率不足20%。近年来蛋白质组学在肿瘤中的研究越来越广泛,基于其相关应用在肿瘤的研究中显示了重要作用,因ESCC的相关基础研究较少,本研究通过ESCC及癌旁组织标本进行蛋白质组学实验筛选差异表达的蛋白质,结合生物信息学分析寻找到了关键基因丝裂原活化蛋白激酶3（mitogen-activated protein kinase 3,MAPK3）。研究表明,丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）相关蛋白在如乳腺癌、肺癌、前列腺癌和肝癌等多种肿瘤中存在差异性表达并参与了肿瘤的发生、发展。目前ESCC中关于MAPK3基因的研究较少,MAPK3基因可能在ESCC中同样具有重要的功能作用。方法:1.收集四川省人民医院胸外科2019年5月至11月确诊ESCC组织及邻近癌旁组织标本共27对,所有患者术前均未接受放疗、化疗或其他抗癌治疗;2.对收集的标本进行质谱分析筛选差异表达蛋白,进一步生物信息学分析发现潜在的关键基因;3.通过免疫组织化学检测ESCC组织及癌旁组织中关键基因的表达水平;4.利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建关键基因敲除ESCC,通过单克隆肿瘤细胞的筛选和鉴定获取稳定关键基因敲除细胞株;5.构建关键基因敲除的ESCC类器官并进行增殖、transwell实验;6.构建ESCC移植瘤小鼠模型,观察小鼠体内成瘤情况,肿瘤组织进行苏木精-伊红染色法观察细胞分化水平。结果:1.蛋白质组学实验中质谱分析结果提示鉴定出4967个蛋白,总共差异表达蛋白1200个,其中上调320个,下调880个;2.差异性表达蛋白质的生物信息学分析筛选出关键基因集:CDC5L、VCL、ACTB、MAPK3、ALB、ATP5B、CYCS、CAT、ATP5A1,进一步蛋白质-蛋白质互作网络图,寻找到了关键基因MAPK3;3.免疫组织化学实验验证ESCC组织中的MAPK3蛋白表达水平明显下调（p＜0.05）;4.CRISPR/Cas9基因编辑技术构建MAPK3基因敲除组ESCC,基因敲除后ESCC细胞与对照组增殖无影响（p＜0.05）;5.MAPK3基因敲除后ESCC类器官培养,观察发现形态学发生改变,即出现突触和更容易贴壁。在类器官增殖中无影响（p＜0.05）;4.trans-well实验提示MAPK3基因敲除可显著促进ESCC的侵袭、迁移能力;5.小鼠移植瘤实验提示MAPK3基因敲除组小鼠明显出现侵袭、转移,在肺、肾脏及淋巴结等多处出现转移灶,并且病理结果提示分化程度变差。结论:本研究基于蛋白组学和生物信息学分析筛选到关键基因MAPK3,MAPK3基因在ESCC组织中表达水平明显下调。进行细胞、类器官及小鼠移植瘤实验证实MAPK3基因敲除后促进了ESCC的侵袭、转移。